张统一院士讲述人工智能赋能科学与工程

【本站讯】4月18日，中国科学院院士、材料科学与固体力学专家、上海大学张统一教授做客第99期黄岛讲坛，为师生作题为“人工智能赋能科学与工程”的报告。

张院士从2024年度物理与化学诺贝尔奖的突破切入，指出人工智能正成为推动科学革命的核心力量。伴随ChatGPT、DeepSeek等先进AI模型的出现，全球各领域正加速走向智能化，AI for Science（AI4S）应运而生，并展现出前所未有的潜力。他强调，AI4S的发展不仅是技术问题，更是关乎“AI素养（AI-literate）”的全面认知——既需要理解AI的概念、技术与应用，也需审慎评估其局限性及潜在影响。

张院士提出“提升能力、规范制度、共享资源”的三角模型，即通过AI增强科研能力（Empowerment）、构建负责任的AI框架（Responsible AI）、推动数据与算力资源共享（Shared Resources），方能实现科学与工程的全局性突破。张院士提出，AI for materials（AI4M）的深化必须“软硬兼施”：一方面依赖AI实验机器人、自动化实验室等“硬件”基础，另一方面则离不开算法层面的“软件”演进，尤其是AI与传统计算方法的深度融合。他重点介绍了“专家知识指导下的可解释性机器学习”这一理念，认为这是连接数据驱动与科学认知的关键桥梁。

张院士举例介绍当前AI for Science（AI4S）前沿研究所取得的显著进展。例如，通过“物理知识嵌入的神经网络”（Physics-informed neural networks），可高效求解非线性偏微分方程的前向和逆问题，这一成果被Nature Reviews Physics列为物理知识嵌入机器学习的代表性突破；材料/力学信息学通过集成AI与领域知识，实现了“主动学习”范式，即在实验与计算中结合贝叶斯全局优化与代理模型，动态权衡“探索－利用”策略，显著提升了自适应材料创新的效率。他强调，专业知识与AI工具的深度融合是推动AI4S发展的关键路径。

结合中国石油大学的学科特色，张院士特别指出，能源工程领域与人工智能的融合潜力巨大，将为传统工程技术注入新的智能动力，推动其向更高水平的智能化、自动化迈进。他强调，面向2035年建成科技强国的战略目标，人工智能已成为不可或缺的关键力量，希望科研工作者及高校学子以高度的责任感和使命感，主动拥抱AI时代的浪潮，以担当和奋斗回应时代的呼唤。

报告结束后，张院士与现场师生展开热烈的互动交流，耐心解答大家提出的问题，并结合自身经验给出了具有针对性和指导意义的建议。

张统一，材料科学与固体力学专家，中国科学院院士，香港工程科学院院士，上海大学材料基因组工程研究院创院院长，中国材料学会材料基因组工程分会首任主任，Journal of Materials Informatics首任主编，国际断裂学会副主席；曾任香港科技大学讲座教授、方氏冠名教授，《中国科学-技术科学》主编。主要从事材料力学性质的研究，预测并证实了钢铁扭转和剪切载荷下的氢脆现象；澄清了电绝缘裂纹面上电边界条件，发展了压电线性和非线性断裂力学；建立了微/纳桥测试理论和方法，构筑了电致断裂的理论框架；给出了应力腐蚀中裂纹、腐蚀膜和位错交互作用的理论解。获国家自然科学二等奖2次、中国科学技术协会青年科技奖、香港裘槎高级研究学者奖、上海市优秀教学成果二等奖、何梁何利基金科技进步奖、全国归侨归眷先进个人奖、中国材料基因组工程杰出贡献奖等。